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尾气处理装置烟气加热器腐蚀失效原因分析

石油与天然气化工 2024年第3期53卷 8-13页

作者：黄刚华陈世明江晶晶杨爽彭银华蒋军锋中国石油西南油气田公司天然气研究院国家能源高含硫气藏开采研发中心中国石油天然气集团公司高含硫气藏开采先导试验基地中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司天然气净化总厂中国石油西南油气田公司川中油气矿

目的分析某天然气净化厂康索夫(Cansolv)尾气处理装置烟气加热器出现严重腐蚀失效的原因。方法分析了烟气加热器管束的腐蚀环境,开展了材料理化性能、腐蚀产物成分及微观形貌等失效原因分析。结果失效管束的理化性能符合要求,管束泄漏... 详细信息

目的分析某天然气净化厂康索夫(Cansolv)尾气处理装置烟气加热器出现严重腐蚀失效的原因。方法分析了烟气加热器管束的腐蚀环境,开展了材料理化性能、腐蚀产物成分及微观形貌等失效原因分析。结果失效管束的理化性能符合要求,管束泄漏处呈坑状和蜂窝状,部分沟槽尖端有裂纹,且深入基体,呈现应力腐蚀的特征。结论烟气加热器在高温、高酸液含量的环境下发生了电化学腐蚀和应力腐蚀,导致管束出现腐蚀泄漏。

关键词： Cansolv 尾气处理腐蚀烟气加热器不锈钢 S31254

鄂尔多斯盆地胡尖山地区长7段页岩型页岩油源储特征及勘探前景

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中国石油勘探 2024年第3期29卷 69-80页

作者：郑奎陈晓平杨晋玉张宝娟李超丁强王楠中国石油长庆油田公司第六采油厂中国石油天然气股份有限公司规划总院中国石油长庆油田公司勘探开发研究院

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段发育一套以富有机质泥页岩为主夹砂质沉积的烃源岩层系,其中长7段源内夹层型页岩油已取得勘探突破并实现规模效益开发,但页岩型页岩油前期研究相对较少,是否具有勘探开发前景还不够明确。为此,以长7段烃... 详细信息

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段发育一套以富有机质泥页岩为主夹砂质沉积的烃源岩层系,其中长7段源内夹层型页岩油已取得勘探突破并实现规模效益开发,但页岩型页岩油前期研究相对较少,是否具有勘探开发前景还不够明确。为此,以长7段烃源岩为研究对象,开展基于岩心分析化验、测井资料解释的烃源岩源储特征评价和矿场开发试验,用以评价胡尖山地区长7段页岩型页岩油勘探前景。长7段岩心测试分析表明,页岩主要发育粒间孔、晶间孔及有机质孔,常见层理缝及有机质收缩缝,游离态轻质油主要赋存于粒间孔及页理缝;运用多溶剂连续分步抽提方法实验结果表明,长7段页岩中游离态轻质油比例可达到54.3%。通过地球化学特征分析,长7段页岩平均TOC为14.03%、平均生烃潜量为57.73mg/g,为优质烃源岩;有机质热演化程度较高,平均R_(o)为1.08%、平均T_(max)为450℃;岩石热解可动烃含量达到4.34mg/g,表明页岩型页岩油具有良好的资源基础。研究区长7段页岩有机质类型好、有机质含量高、岩石可压裂性好,盆地内直井试油试采表明页岩含油性较好,利用岩石热解法估算该地区页岩型页岩油可动烃资源量为4.1×10^(8)t,综合认为研究区页岩具有水平井体积压裂提产的勘探开发前景。

关键词：鄂尔多斯盆地胡尖山地区长7段页岩型页岩油源储特征勘探前景

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二元系简单蒸馏与平衡蒸馏的关系

化工学报 2024年第5期75卷 1912-1919页

作者：刘逸群王超卢春喜中国石油集团石油化工研究院有限公司北京102206 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油全国重点实验室北京102249 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

Rayleigh方程是描述与时间相关的简单蒸馏的基础方程,广泛应用于同位素分馏等多个学科领域,但在化工分离的领域却鲜见报道。针对上述问题,基于组分净摩尔量建立了简单蒸馏的Rayleigh方程和平衡蒸馏的数学模型,并利用数学积分和差分关系,... 详细信息

Rayleigh方程是描述与时间相关的简单蒸馏的基础方程,广泛应用于同位素分馏等多个学科领域,但在化工分离的领域却鲜见报道。针对上述问题,基于组分净摩尔量建立了简单蒸馏的Rayleigh方程和平衡蒸馏的数学模型,并利用数学积分和差分关系,以N级串联平衡蒸馏建立了描述简单蒸馏的计算模型,从而揭示了简单蒸馏与平衡蒸馏间的理论关系。最后利用N级串联平衡蒸馏的数学模型,在N趋于无穷条件下推导出Rayleigh方程。结果表明:Rayleigh蒸馏是简单蒸馏的一种特殊操作工况,其特征为汽化率和加热速率趋于无穷小,蒸馏所需时间无限长。因此,Rayleigh蒸馏更适用于同位素分馏过程。

关键词： Rayleigh方程蒸馏简单蒸馏平衡蒸馏同位素分馏

致密砂岩储层微观孔喉结构及可动流体分布特征:以鄂尔多斯盆地东部神木地区盒8段储层为例

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地质科技通报 2024年第2期43卷 41-51页

作者：夏玉磊兰建平姚伟中国石油天然气集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司西安710018 中国石油天然气集团油气藏改造重点实验室-二氧化碳压裂增产研究室西安710018

致密砂岩复杂的孔喉结构导致多变的可动流体分布,而微观孔隙结构和可动流体分布又是研究致密砂岩储层的重点。基于核磁共振可动流体测试原理,采用离心试验、高压压汞、扫描电镜、X射线衍射及铸体薄片等方法,建立了神木地区盒8段储层孔... 详细信息

致密砂岩复杂的孔喉结构导致多变的可动流体分布,而微观孔隙结构和可动流体分布又是研究致密砂岩储层的重点。基于核磁共振可动流体测试原理,采用离心试验、高压压汞、扫描电镜、X射线衍射及铸体薄片等方法,建立了神木地区盒8段储层孔隙结构分类标准,明确了3类岩石孔隙结构参数及孔隙、喉道类型,提出了适用于目标储层转换系数的新方法,并定量评价了3类岩石可动流体分布特征。研究结果表明,目标储层中Ⅰ、Ⅱ类岩石孔隙以孔径大于10μm的残余粒间孔和孔径大于1μm的溶蚀孔为主,喉道以缩小型和弯片状喉道为主,孔隙结构参数较好,大孔隙发育程度高、孔喉间连通性好、可动流体赋存量大,大部分可动流体赋存于T_(2)谱右峰对应的大孔隙中,而左峰对应的小孔隙中可动流体含量低。Ⅲ类岩石孔隙结构参数差、可动流体百分比低、孔喉以晶间孔和管束状喉道为主。目标储层平均转换系数为0.029μm/ms,但Ⅰ、Ⅱ类岩石转换系数小于Ⅲ类,转换后的Ⅰ、Ⅱ类岩石T_(2)谱的右峰与压汞孔隙半径分布的主峰相对应,而Ⅲ类岩石T_(2)谱的左峰与压汞孔隙半径分布的主峰相对应。Ⅰ、Ⅱ类岩石孔径大于1μm的孔隙中可动流体百分比高,是未来勘探开发的主要方向。研究成果为提高致密油藏采收率提供了参考和借鉴。

关键词：致密砂岩储层高压压汞核磁共振可动流体微观孔喉结构

基于实时组分追踪的多气源非等温管网仿真方法

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天然气工业 2024年第8期44卷 133-144页

作者：陈潜管奥成雷鹏正苗超黄伟程遹滔左丽丽长江大学石油工程学院西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油西南油气田公司天然气研究院国家管网集团西南管道公司昆明输油气分公司中国石油大学(北京)机械与储运工程学院

在管网公平开放的运行模式下,以天然气气质为基础的能量计量将逐渐成为天然气贸易的主流方式。为实现虚拟预测多气源管网关键节点天然气的实时组分,在结合非等温管流瞬态仿真模型和气体组分运移模型的基础上,建立了多气源天然气管网动... 详细信息

在管网公平开放的运行模式下,以天然气气质为基础的能量计量将逐渐成为天然气贸易的主流方式。为实现虚拟预测多气源管网关键节点天然气的实时组分,在结合非等温管流瞬态仿真模型和气体组分运移模型的基础上,建立了多气源天然气管网动态组分追踪模型。首先基于高精度的BWRS方程、稳态流动方程、焓方程、气体混合参数方程和边界条件得到管网运行初始条件,其次采用隐式中心差分法对管流控制方程和对流扩散方程进行离散,最后结合不同时空条件下的物性方程、混合参数关系式及边界条件,通过时间递推法和Newton—Rapshan算法求解得到天然气管网各节点的压力、流量、温度、组分等参数在整个瞬态时间域上的演化规律。研究结果表明:①建立的稳态模型仿真结果与TGNET模拟结果相比,系统压力和温度的最大绝对偏差分别为0.069 MPa和2.81 K,两者的甲烷和氢气摩尔分数结果基本一致;②建立的动态模型仿真结果与TGNET模拟结果相比,关键节点处压力、温度、甲烷和氢气摩尔分数的最大绝对偏差分别为0.078 MPa,2.22 K,1.54%和0.55%,模型预测的准确性高;③提出的多气源混合模型具有较强的通用性,可以适用于复杂拓扑结构的天然气管道系统的运行参数动态仿真和气体组分动态追踪。结论认为,提出的实时组分追踪方法可以为多气源非等温管网气体组分实时预测提供依据,进而为天然气管网能量计量以及管道仿真软件的国产化开发奠定理论基础。

关键词：天然气管网能量计量组分追踪组分运移模型中心差分法瞬态仿真时空演化规律水力热力过程

利用机器学习与改进岩石物理模型预测页岩油层系横波速度

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石油地球物理勘探 2024年第3期59卷 381-391页

作者：方志坚巴晶熊繁升杨志芳晏信飞阮传同河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 北京雁栖湖应用数学研究院北京101408 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院北京100083 中国石油天然气股份有限公司地球物理重点实验室北京100083

传统的横波速度预测方法包括经验公式法和岩石物理模型法。前者适用于岩石矿物组分相对单一的储层,且受区域限制等因素的影响,不具有普适性,预测精度较低。后者需要根据不同的实际情况选择合适的岩石物理模型,才能达到预期的目的。大多... 详细信息

传统的横波速度预测方法包括经验公式法和岩石物理模型法。前者适用于岩石矿物组分相对单一的储层,且受区域限制等因素的影响,不具有普适性,预测精度较低。后者需要根据不同的实际情况选择合适的岩石物理模型,才能达到预期的目的。大多数机器学习横波速度预测方法基于纯数据驱动,数据集的质量和数量将直接决定横波预测模型精度,并缺乏充分的物理内涵。为此,基于深度神经网络(DNN)的方法,假设研究区储层波传播方程的数学形式已知,通过测井数据训练DNN得到未知的弹性参数,以确立目的层的波传播方程。利用平面波分析法得到相应的纵波、横波速度,实现神经网络与理论模型的结合。此外,针对传统Xu-White模型的不足,考虑随深度变化的孔隙纵横比,提出了改进横波速度预测岩石物理模型。利用研究区较丰富的测井数据,分别采用构建的DNN模型和改进横波速度预测岩石物理模型预测横波速度,并与传统的Xu-White模型预测结果进行对比、分析。结果表明,由DNN模型和改进岩石物理模型均可获得较高精度的横波速度预测结果,且前者的预测效果更好。

关键词：深度神经网络岩石物理模型页岩油层系储层参数横波速度孔隙纵横比

高含水气液两相流中水合物成核—生成—堵塞规律研究

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中国造船 2024年第3期65卷 151-163页

作者：孔庆文牟婕季鹏庞振力张剑波王志远中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 中石化天然气分公司山东实华天然气有限公司青岛266061 中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司天津300451 油气钻完井技术国家工程研究中心青岛266580

在海域水合物开采和深水油气钻井过程中,排水管线和井筒中易出现高含水气液两相流。在低温高压的环境中水合物在管线中生成后会出现聚集、沉积等情况,严重时会形成堵塞,威胁生产安全。基于自主搭建的高压流动环路进行试验,探究高含水条... 详细信息

在海域水合物开采和深水油气钻井过程中,排水管线和井筒中易出现高含水气液两相流。在低温高压的环境中水合物在管线中生成后会出现聚集、沉积等情况,严重时会形成堵塞,威胁生产安全。基于自主搭建的高压流动环路进行试验,探究高含水条件下水合物成核、快速生成和堵塞阶段的特征,在不同初始流速和降温速率条件下分析宏观诱导时间、水合物生成量和堵塞时间的变化规律,建立了流动系统完全堵塞时水合物浓度的预测模型。结果表明,当初始流速在0.46~1.12 m/s范围内,宏观诱导时间和水合物堵塞浓度均随初始流速的升高先增大后减小,而随降温速率的增大而减小;水合物堵塞时间与初始流速呈正相关,而与降温速率呈负相关;在水合物成核和生成阶段,由传质主导转换为传热主导的特征流速为0.86±0.14 m/s;建立的水合物浓度预测模型的误差小于±15%。

关键词：水合物高含水体系流动环路试验水合物生成水合物堵塞浓度预测模型

影响煤层气单支压裂水平井产量关键要素及提产对策——以郑庄区块开发实践为例

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煤炭科学技术 2024年

作者：张晨何萌肖宇航刘忠韩晟鲁秀芹王子涵吴浩宇张倩倩中国石油天然气集团有限公司煤层气开采先导试验基地中国石油华北油田公司勘探开发研究院

单支压裂水平井作为沁水煤层气田煤层气开发主体技术，支撑了气田20亿/年产量的突破。但在其规模推广应用过程中，出现了井间产量差异大，局部区域适应性欠佳等系列问题，严重制约了气田煤层气产量的进一步提升。一方面，众多影响单支... 详细信息

单支压裂水平井作为沁水煤层气田煤层气开发主体技术，支撑了气田20亿/年产量的突破。但在其规模推广应用过程中，出现了井间产量差异大，局部区域适应性欠佳等系列问题，严重制约了气田煤层气产量的进一步提升。一方面，众多影响单支压裂水平井产量的关键要素已被确认，但核心关键要素却不明确；另一方面，关键要素的平面变化规律认识，普遍为简单数学外推或者纯粹数学反演，缺少地质约束和修正，可靠性和分辨率低。故而亟需落实影响产量核心关键要素，进而以此为基础建立针对性提产技术对策。首先，基于郑庄区块客观地质条件和开发生产实践认识，提出影响单支压裂水平井产量核心关键要素初步筛选原则，并评选出纯煤层进尺、水平段倾斜幅度、全烃、GR、压裂段数、平均砂量梯度、平均排量梯度、平均液量梯度、解吸压力梯度九项要素。然后，采用灰色关联分析和单因素分析方法，明确初筛九项要素与单支压裂水平井产量之间关联程度，落实要素对产量影响内在机制。其次，从资源基础、储量控制和改造动用三个角度，结合单支压裂水平井部署和改造设计和施工具体流程，分类九项要素，并依此建立针对性提产技术对策。(1)在井位部署阶段，利用评价井外推资料，初步明确相对富集区域，采用构造导向滤波+高频相干技术处理后地震资料于区内圈定无隐蔽性破坏构造发育的局部，再钻直/斜井以获取煤层段GR和全烃，落实井位部署区资源基础；(2)在井轨迹设计和钻井阶段，利用波形聚类技术预测井位部署区内构造煤分布规律，对地震资料叠前深度偏移处理预测井位部署区内煤层厚度和起伏变化规律，采用井组模式，分批次钻井，结合近钻头地质导向技术，实钻数据实时修正局部煤层认识，从而增加纯煤层进尺，优化井轨迹，确保更多优质压裂段，提高储层控制；(3)在储层改造阶段，通过GR、全烃、井轨迹条件和实钻数据等优选压裂段，采用桥射联作压裂技术提升排量、砂量和液量，增大改造规模和，强化改造，提升资源动用。最后，运用上述对策在郑庄区内开展相关试验，在郑庄北部部署1个井组7口井，与周边早期单支压裂水平井相比，试验井较之前解吸压力高出约1～1.5MPa，稳产气量提高近5000～10000 m3/d。该研究所评选的影响单支压裂水平井产量的核心关键要素和以此为基础而建立的针对性的提产技术对策，经现场试验检验，能够大幅提高煤层气井稳产气量和解吸压力，为沁水煤层气田产量的提升和采用相同主体开发技术的同行，提供了重要的生产实践经验和可借鉴的成功案例。

关键词：单支压裂水平井影响产量关键要素关联度和相关性提产技术对策现场先导试验

塔里木盆地库车山前超深气井砂垢堵塞成因及靶向解除技术

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天然气工业 2024年第8期44卷 85-94页

作者：曹立虎江同文潘昭才孙涛张宝吴红军易俊中国石油塔里木油田公司中国石油天然气集团有限公司超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心新疆维吾尔自治区超深层复杂油气藏勘探开发工程研究中心新疆超深油气重点实验室中国石油天然气股份有限公司

塔里盆地库车山前超深气田是西气东输主力气源地,具有超高温、超高压、高矿化度、储层裂缝非均质性强等特征,气井生产过程中砂垢堵塞问题突出,据统计最高影响气田产能达800×104 m^(3)/d。为实现超深气井高效解堵,通过气水两相结垢热力... 详细信息

塔里盆地库车山前超深气田是西气东输主力气源地,具有超高温、超高压、高矿化度、储层裂缝非均质性强等特征,气井生产过程中砂垢堵塞问题突出,据统计最高影响气田产能达800×104 m^(3)/d。为实现超深气井高效解堵,通过气水两相结垢热力学预测模型、裂缝性储层岩石力学实验、井筒内气液固流动模拟等研究,揭示了超深气井砂垢复合堵塞成因,并形成了靶向解堵复产关键技术。研究结果表明:①“高温流动压降结垢、裂缝面破裂出砂”是超深气井出砂结垢的内在机理;②结垢固化松散砂桥形成复合堵塞是气井堵塞减产的主要原因,其中靶向除垢是解堵复产的关键所在;③靶向除垢解堵区域为井筒变径处和井周5 m内基质—裂缝系统,气井堵塞率30%~60%为最佳解堵时机;④非酸性除垢解堵液相比常用的酸性解堵液,在同级别溶垢能力的基础上,腐蚀速率降至0.49 g/(m^(2)·h),可同时满足低腐蚀和高效除垢的技术要求。结论认为,形成的超深气井靶向除垢解堵技术在塔里木盆地库车山前超深气田规模应用159井次,有效率达93.3%,累计增产天然气75.08×10^(8)m^(3),已成为西气东输主力气井快速解堵复产的“冬保良方”,可为国内外同类气田解堵复产提供技术借鉴。

关键词：塔里木盆地库车山前超深层高温流动压降结垢裂缝性储层出砂砂垢复合堵塞非酸性靶向除垢解堵